课程设计报告--数字万用表

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1、 电电 子子 技技 术术 课程设计报告课程设计报告 班班 级级： 应电 0914 任务分工任务分工： 曹烨玲：方案选择与设计.电路焊接调试.方案讲解.答辩 梁艳花：资料查找.电路原理分析.答辩.方案讲解.课程设计报告 周芹： 资料查找.电路原理分析.答辩.方案讲解.课程设计报告 设计设计时间：时间： 2011 年年 12 月月 12 日日 2011 年年 12 月月 30 日日 指导指导教师：教师： 第一周题目：第一周题目：数字万用表数字万用表 一一、课程设计的目的课程设计的目的 1设计由运算放大器组成的万用表 2组装焊接与仿真调试 二二、课程设计的要求课程设计的要求 1直流电压表：满量程+6

2、V 2直流电流表：满量程 10mA 3交流电压表：满量程 6V ,50HZ1KHZ 4交流电流表：满量程 10Ma 5欧姆表：满量程分别为：1K,10K;100K 三三、方案论证选择方案论证选择 1初步选用 7107，但因设计过程繁琐，电路构造与原理的分析复杂，调试与仿真不便， 量程范围及相关的电阻比例不好调电路采用的元器件较多， 相比之下成本也高， 所以， 最终决定放弃这个方案。 2选用运算放大器 uA741 与 LM324,设计过程十分简单，电路构造模块清晰，原理简单 明了，调试过程简单，仿真效果很好，电路采用的元器件较少，成本低，相关的量程 要求容易实现，所以决定选用此方案。 四四、基本

3、原理基本原理 1元件列表： uA741 1 个 电阻：12k 2 个 2、7k 1 个 LM324 1 个 24k 2 个 87 1 个 1N4007 8 个 10k 5 个 100k 2 个 1N4148 1 个 1N4728A 1 个 LM324 集成运放电路图： 2原理分析： （1） 理想集成运放的虚短与续断特点 （2） 在测量中，电压表或者电流表的接入应不影响被测电路的原工作状态，这 就要求电压表应具有无穷大的输入电阻， 电流表的内阻应为零。 但实际上， 万用表表头的可动线圈总有一定的电阻，例如 100A 的表头，其内阻约为 1K，用它进行测量时将影响到被测量，从而引起误差。此外，交流

4、表中 的整流二极管的压降和非线性特性也会产生误差。 如果在万用表中使用运 算放大器，就能大大降低这些误差，提高测量精度。在欧姆表中采用运算 放大器，不仅能得到线性刻度，还能实现自动调零。 3直流电压表基本原理 （1）原理图： （2）仿真图： （3）原理分析：为了减流经表头的电流与表头的参数无关小表头参数对测量精度的影响， 将表头置于运算放大器的反馈回路中，这时， ，只要改变 R1 一个电阻，就可以进行量 程的切换。 （4）表头电流 I 与被测电压 Ui 的关系为： 1 i R U I 4直流电流表 （1） 原理图 （2）仿真图： （3）原理分析：在电流测量中，伏地电流的测量是普遍存在的，例如：

5、若被测电流无接地 点，就属于这种情况。为此，应把运算放大器的电源也对地浮动，按此种方式构成的 电流表就可以像常规电流表那样，串联在任何电流通路中测量电流。 （4）表头电流 I 与被测电流 Ii 间关系为： I1R1（I1I）R2 1 2 1 )I R R (1I 可见，改变电阻比（R1R2） ，可调节流过电流表的电流，以提高灵敏度 如果被测电流较大时，应给电流表表头并联分流电阻。 5.交流电压表： （1）原理图： （2）仿真图： （3）表头电流 I 与被测电压 Ui的关系为 1 i R U I （4）原理分析：电流 I 全部流过桥路，其值仅与 UiR1有关， 与桥路和表头参 数（如二极管的死区等非线性参数）无关。表头中电流与被测电压 ui的全 波整流平均值成正比，若 ui为正弦波，则表头可按有效值来刻度。被测电 压的上限频率决定于运算放大器的频带和上升速率。 6.交流电流表： （1）原理图 （2）仿真图 （3）原理分析： 表头读数由被测交流电流 i 的全波整流平均值 I1AV决定，即 1AV 2 1 )I R R (1I 如果被测电流 I1为正弦电流，即 I2I1sint，则上式可写为 1 2 1 )I R R 0.9(1I 则表头可按有效值来刻度。 7.欧姆表： （1）原理图： （2）仿真图： （3）原理分析：在此